基于光伏陣列輸出特性的研究

黃春香

摘 ?要：光伏陣列是光伏發電系統的基本部件也是核心部件，文章通過MATLAB對光伏陣列的理論結果建立仿真模型，并將仿真結果與實驗測得的數據進行對比，驗證光伏陣列仿真模型的正確性。

關鍵詞：光伏;輸出特性;MATLAB

中圖分類號：TM615 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0123-02

1 ?背景概述

太陽能是一種輻射能，它必須借助一定的能量轉換器才能轉換為電能，這個把太陽能轉換為電能的半導體能量轉換器，就叫做光伏電池。

光伏電池是光伏發電系統的重要組成部分，其光電轉換效率和成本對光伏發電技術的發展具有決定性的作用。多個光伏電池單體組成的組件稱為光伏模塊;多個光伏模塊構成的大型裝置稱為光伏陣列。

本文選用無錫尚德公司生產的STP150S-24/Ac型光伏陣列對光伏陣列輸出特性進行仿真和實驗研究，STP150S-24/Ac型光伏陣列由6×12片（125 mm×125 mm）單晶硅光伏電池組成。

2 ?光伏陣列仿真模型的建立

要對光伏陣列進行動態研究，就必須要對光伏陣列輸出特性進行仿真模擬。在MATLAB仿真環境下光伏陣列的建模仿真有多種方法，常見的有借助于S函數、M函數編程來實現，利用MATLAB/SIMULINK里的模塊直接搭建等。

本文運用SIMULINK模塊直接搭建，模塊的相關電氣參數與實際參數嚴格對應，能準確的反應光伏陣列的輸出特性。

與其他仿真方法相比，運用SIMULINK模塊搭建更加的直觀易懂，同時在對光伏陣列的電池結溫和光照強度等參數進行修改時無需再打開源程序，通用性強。STP 150S-24/Ac型光伏陣列技術參數見表1。

根據表1所提供的光伏陣列技術參數，運用MATLAB仿真軟件中的SIMULINK工具建立光伏陣列仿真模型，如圖1所示。

2 ?光伏陣列的實驗研究

實驗中依然采用尚德STP150S-24/Ac型光伏陣列進行測量。在溫度為30 ℃左右，天氣晴朗的情況下，將STP 150S-24/Ac型光伏陣列按照四端子接線法接好，對不同負載電阻下光伏陣列輸出電壓和輸出電流進行測量，得到光伏陣列I-V特性曲線。

將仿真結果與實驗結果進行對比，不同條件下兩波形對比如圖2、圖3所示。

3 ? 結 ?語

通過實驗結果與仿真結果的對比不難看出，光伏陣列的仿真結果與實驗結果基本一致，同一工作點的電流偏差不超過0.02 A，電壓偏差不超過2 V。

由于室外測量常會受到光照強度、光伏陣列受光照均勻程度，光伏陣列擺放角度等測試環境的影響，因此實驗結果與仿真結果必然存在一定的偏差。

光伏陣列的實驗結果與仿真結果的一致性，不僅驗證了文章所建光伏陣列仿真模型的正確性，同時也證明了文章對于光伏陣列理論分析的正確性，從而為下文對于光伏并網控制系統設計的參數選取以及仿真研究打下了很好的基礎。

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